中國金宝搏入口188在全球變化與地球系統模式領域取得重要進展
188bet足球地球(qiu)(qiu)和空間科(ke)學學院大氣科(ke)學專(zhuan)業(ye)王(wang)玉杰研(yan)究(jiu)員以葉片(pian)光(guang)學特(te)征(zheng)為例，基于數值模(mo)(mo)擬研(yan)究(jiu)了(le)引入植物光(guang)學性狀時空格(ge)局(ju)對地球(qiu)(qiu)系統模(mo)(mo)擬的(de)影響(xiang)，并深入探究(jiu)了(le)地球(qiu)(qiu)系統模(mo)(mo)式考慮植物過程與性狀的(de)重要(yao)性。相(xiang)關成果以“Impacts of leaf traits on vegetation optical properties in Earth system modeling”為題于5月29日發(fa)表在《自然·通訊》。
陸地(di)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)被(bei)通(tong)過(guo)光(guang)合作(zuo)用(yong)(yong)貢獻(xian)了幾(ji)乎全部陸地(di)碳(tan)(tan)匯，吸收了約1/4的(de)(de)人類碳(tan)(tan)排放，并(bing)通(tong)過(guo)蒸騰作(zuo)用(yong)(yong)返還近40%的(de)(de)降水。因此，準確(que)模擬(ni)陸地(di)碳(tan)(tan)、水、能(neng)(neng)量平衡是預測未來氣(qi)候的(de)(de)關(guan)鍵。然而，由于過(guo)去計算資(zi)源和(he)可用(yong)(yong)數據的(de)(de)限制，地(di)球系統(tong)模式(shi)常使用(yong)(yong)過(guo)度(du)(du)簡化的(de)(de)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)被(bei)模型(xing)，而植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)被(bei)參(can)數常通(tong)過(guo)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)功能(neng)(neng)類群決定(ding)，而忽(hu)視了物(wu)(wu)(wu)種間的(de)(de)和(he)物(wu)(wu)(wu)種內的(de)(de)差(cha)異。在氣(qi)候與地(di)球系統(tong)模擬(ni)中，同(tong)一(yi)種植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)類群（如(ru)農作(zuo)物(wu)(wu)(wu)）的(de)(de)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)特(te)征使用(yong)(yong)均值化處理，和(he)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)所(suo)處區域、植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)物(wu)(wu)(wu)種等無關(guan)，例如(ru)模型(xing)中小麥、玉(yu)米、大豆等作(zuo)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)生理特(te)征都是一(yi)樣的(de)(de)。這種基于類別的(de)(de)參(can)數設置方(fang)式(shi)是非連(lian)續性的(de)(de)，雖(sui)然一(yi)定(ding)程度(du)(du)上能(neng)(neng)描述植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)分布(bu)，但(dan)難以(yi)準確(que)表征植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)與其性狀的(de)(de)時空連(lian)續分布(bu)，限制了地(di)球系統(tong)模擬(ni)的(de)(de)準確(que)性。
本次(ci)研(yan)究表明(ming)，使用基于植物性(xing)狀的參數設置方案與傳(chuan)統(tong)(tong)做(zuo)法(fa)相比，在熱(re)帶(dai)雨(yu)(yu)林(lin)與寒帶(dai)針葉(xie)林(lin)地(di)區(qu)存(cun)在顯(xian)著差異；前者(zhe)能(neng)(neng)更(geng)連續地(di)表征(zheng)植物性(xing)狀的時空格局(ju)，明(ming)顯(xian)改(gai)善地(di)球(qiu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)模(mo)(mo)式(shi)模(mo)(mo)擬的地(di)表反射率（尤其是(shi)在熱(re)帶(dai)雨(yu)(yu)林(lin)地(di)區(qu)）。結果(guo)進(jin)一步(bu)表明(ming)，熱(re)帶(dai)雨(yu)(yu)林(lin)地(di)區(qu)將吸收(shou)更(geng)多太陽輻(fu)(fu)射，傳(chuan)統(tong)(tong)地(di)球(qiu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)模(mo)(mo)式(shi)對此嚴重低估，年(nian)均偏差高達(da)(da)5W/m2（圖），與常用的未(wei)來排放場景(jing)對應的輻(fu)(fu)射強迫(po)接近（2.6-8.5W/m2）。因(yin)此，模(mo)(mo)型(xing)預(yu)(yu)測(ce)熱(re)帶(dai)雨(yu)(yu)林(lin)區(qu)域會變得更(geng)熱(re)因(yin)此碳(tan)匯(hui)能(neng)(neng)力降低，而寒帶(dai)針葉(xie)林(lin)溫度變化更(geng)小因(yin)此碳(tan)匯(hui)能(neng)(neng)力升高，區(qu)域溫度差異達(da)(da)0.5℃以(yi)上(shang)；能(neng)(neng)量(liang)平衡(heng)與水循環上(shang)的變化還影響了未(wei)來氣候的預(yu)(yu)測(ce)（例如云(yun)覆蓋、降水等）。
圖.基于植物性(xing)狀的參數設(she)置方(fang)案顯著影響地表能量平衡(heng)。
該研究還指出(chu)，除了葉片(pian)光學特(te)征之外，地(di)球系(xi)(xi)統模式中(zhong)仍存在許(xu)多類似(si)的設(she)置方(fang)案(an)（如植物光合作用性狀），且許(xu)多過(guo)程參數之間的耦合并不存在（如葉片(pian)含水量會影響葉片(pian)光學特(te)征、葉片(pian)角(jiao)度、冠層輻射傳輸等(deng)）。因此，地(di)球系(xi)(xi)統模式的植被模型亟須改進其參數化(hua)方(fang)案(an)，朝著基于過(guo)程與(yu)性狀的方(fang)向發展，改善其模擬與(yu)預(yu)測能(neng)力。
王玉杰研究員(yuan)為論文(wen)通(tong)訊作者與共同(tong)第一作者。該研究得到了188bet足球人才計劃經費資助(zhu)。
文(wen)章(zhang)鏈(lian)接(jie)：//www.nature.com/articles/s41467-025-60149-x
（地(di)球和空間科學(xue)學(xue)院、科研部）
